本发明涉及用于在空气分离设备中获得液态和气态的富含氧的空气产品的方法以及设计用于实施此类方法的空气分离设备。
背景技术：
通过在空气分离设备中低温分离空气生产液态或气态的空气产品是已知的，例如在h.-w.
对于一系列的工业应用，至少不单独需要纯氧。这开启了对空气分离设备在其生产和运行成本尤其是其能耗方面进行优化的可能性。具体参见专业文献，例如f.g.kerry，industrialgashandbook：gasseparationandpurification，crcpress，2006，第3.8节，“developmentoflowoxygen-purityprocesses(低氧纯度工艺的发展)”。
为了获得较低纯度的气态压缩氧，特别是可以使用具有所谓的混合塔的空气分离设备，其早已是已知的，并且在一系列出版物例如de2204376a1(对应于us4,022,030a)us5,454,227a、us5,490,391a、de19803437a1、de19951521a1、ep1139046b1(us2001/052244a1)、ep1284404a1(us6,662,595b2)、de10209421a1、de10217093a1、ep1376037b1(us6,776,004b2)、ep1387136a1和ep1666824a1中有描述。fr2895068a1也公开了具有混合塔的空气分离设备。
将富含氧的液体在塔顶附近及将气态的压缩空气所谓的混合塔空气在塔底附近送入混合塔中，并且彼此相遇。通过强烈的接触，使一部分来自混合塔空气的易挥发的氮转移到富含氧的液体中。富含氧的液体在此在混合塔中蒸发，可以在混合塔的塔顶处作为所谓的“不纯”氧排出。可以从空气分离设备排出不纯氧作为气体产品。混合塔空气就自身而言在经过混合塔时液化，在一定程度上使氧富集，可以从混合塔的塔底排出。随后可以将该液化的流在能量和/或分离技术上合适的位置送入所用的蒸馏塔系统中。通过使用混合塔，可以在考虑了气态氧产品的纯度的成本的情况下减少物料分离所需的能量。
对于已知的空气分离设备及利用混合塔工作的空气分离设备不利的是在运行中受限的灵活性。在此类设备中一般通过在所谓的吹进涡轮机(einblaseturbine)中使空气减压，从而覆盖冷量需求。此类吹进涡轮机使空气从例如5.0至6.0巴的压力水平减压至例如1.2至1.6巴的压力水平(均为绝对压力；下面给出在本发明的范畴内所用的特定的压力水平)。在相应的设备中设置有具有(至少一个)高压塔和低压塔的蒸馏塔系统。高压塔在所述示例情况下在5.0至6.0巴的所述压力水平运行，低压塔在1.2至1.6巴的所述压力水平运行。将在吹进涡轮机中减压的空气送入低压塔中。可以通过在高压塔与低压塔之间的给定的压力差进行减压。但是以此方式减压进入低压塔中的空气会干扰精馏，因此总体上严重地限制了在吹进涡轮机中减压的空气的量及由此限制了所述设备的制冷效率。因此无法从具有此类连接部的设备排出可观的量的液态产品。
因此在具有混合塔的传统设备中，如同在其他典型的用于提供气态空气产品的空气分离设备(所谓的气体设备)的情况，排出液态氮和液态氧的最大量被限制到所用空气量的最高约0.5％。
如在wo2014/037091a2中所述的方法虽然允许提高液体生产，但是出于后述的原因，在对液态和气态的富含氧的空气产品的需求波动的情况下，并不总是提供足够的灵活性。
因此存在对于在具有相应混合塔的空气分离设备中高效且灵活地生产液态和气态的富含氧的空气产品的可行方案加以改善的需求。
技术实现要素：
在此类背景下，本发明建议根据本发明的用于在空气分离设备中获得液态和气态的富含氧的空气产品的方法以及被设定用于实施此类方法的空气分离设备。下面描述优选的实施方案。
在空气分离设备中使用涡轮压缩机压缩空气。这例如适用于“主空气压缩机”，其特征在于，通过该主空气压缩机压缩所有送入蒸馏塔系统中的空气量，即所有的进料空气。相应地，还可以设置“后期压缩机”，在其中将在主空气压缩机中压缩的空气量的一部分施加至更高的压力。其也可以构造为涡轮压缩机。为了压缩部分空气量，典型地设置其他的涡轮压缩机，该涡轮压缩机也称为增压机，但是相对于主空气压缩机或后期压缩机仅以比较小的程度进行压缩。
此外可以在空气分离设备中的多个位置使空气减压，为此特别是可以使用在此简称为“涡轮机”的涡轮膨胀器的形式的减压机。涡轮膨胀器还可以与涡轮压缩机连接并且驱动该涡轮压缩机。若一个或多个涡轮压缩机在没有外部输入能量的情况下即仅通过一个或多个涡轮膨胀器来驱动，则对于此类布置方式也使用术语“涡轮增压机”。在涡轮增压机中，涡轮膨胀器与涡轮压缩机以机械方式连接。
本申请使用术语“压力水平”和“温度水平”来表征压力和温度，由此表达在相应的设备中不必以精确的压力值或温度值的形式使用压力和温度，以实现本发明的方案。但是此类压力和温度通常在一定的范围内波动，例如围绕中值波动±1％、5％、10％、20％或者甚至50％。一般而言，在一个“水平”内的数值彼此相差不多于5％或10％。在此，相应的压力水平和温度水平可以在不连续的范围内或者在相互重叠的范围内。例如压力水平尤其是包括不可避免的压力损失或预期的压力损失，其例如由于冷却效应或传输损失引起。相应的也适用于温度水平。在此以巴给出的压力水平涉及绝对压力。
在本申请的范畴内讨论的是获得空气产品，尤其是富含氧和富含氮的空气产品或氧产品和氮产品。“产品”离开所述设备并且例如在罐中储存或消耗。因此其不再仅仅单独参与设备内部的循环，但是可以在离开所述设备前相应地加以使用，例如在热交换器中作为冷量载体。因此，术语“产品”不包括本身留在该设备中并且单独在此例如用作回流、冷却剂或吹洗气体的馏分或流。
此外，术语“产品”包括给定的量。“产品”对应于在相应的设备中使用的空气量的至少1％、尤其是至少2％、例如至少5％或至少10％。因此，较少量的通常也在所述气体设备中产生并由该设备任选排出的液态馏分在本申请的意义上不是“产品”。例如在已知的蒸馏塔系统中，始终从低压塔排出少量的在塔底分离的液态馏分，以避免非期望的组分如甲烷富集。但是其由于所述量所以在本申请的意义上不是“产品”。通过排出液态产品，从空气分离设备“排出”相当多的冷量，这些冷量可以额外通过此液态产品的蒸发而部分地回收。但是如此排出只有从特定的排出量起才起作用，即实际上排出在上述定义的意义上的“产品”的情况下。
液态或气态的“富含氧的空气产品”在本申请的语言惯用法中是相应的聚集态的流体，该流体具有基于摩尔量、重量或体积的至少75％、尤其是至少80％的氧含量。因此，从混合塔排出的“不纯氧”也是富含氧的空气产品。
发明优势
本发明建议低温分离空气的方法，其中使用具有主热交换器和蒸馏塔系统的空气分离设备，该蒸馏塔系统包括在第一压力水平运行的高压塔、在第二压力水平运行的低压塔以及混合塔。第二压力水平低于第一压力水平。
例如已由前述的wo2014/037091a2所公开，可以在此类方法中，从所述低压塔以液态排出具有第一氧含量的富含氧的流，该流不直接以液态或蒸发的状态从所述空气分离设备导出，而是尤其是在加热后以第一氧含量以液态送入所述混合塔中，尤其是送入上部区域中，例如在塔顶。此外将第一压缩空气流以气态送入所述混合塔中，并且在该混合塔中送去迎接具有第一氧含量的富含氧的流。优选直接在塔底上方将第一压缩空气流送入混合塔中。
通过如此运行所述混合塔，可以从该混合塔在塔顶侧排出具有低于第一氧含量的第二氧含量的富含氧的流，并且作为气态的富含氧的空气产品从所述空气分离设备导出。具有第二氧含量的富含氧的流是所述“不纯的”氧，但是其(第二)氧含量对于特定的用途是足够的，并且能够实现所述的能量上的优化。
在相应的设备中，可以从低压塔尤其是其塔底以液态排出纯氧流并以其氧含量作为液态的富含氧的空气产品以液态从所述空气分离设备导出。相应地在wo2014/037091a2中显示。所述纯氧流具有高于第一氧含量的氧含量。因此在此情况下提供另一种具有高氧含量的液态的富含氧的空气产品。由此进行的从所述低压塔排出两股富含氧的流(即具有第一氧含量的富含氧的流和额外的纯氧流)是工艺技术上的可选方案，条件是除了气态的富含氧的空气产品以外还需要纯液氧形式的液态的富含氧的空气产品。若不需要此类纯液氧形式的液态的富含氧的空气产品，或者液态的富含氧的空气产品的所需的纯度比气态的富含氧的空气产品的所期望的纯度高约1至2个百分点，则也可以从所述低压塔仅以液态排出富含氧的流。于是例如可以将其中一部分如前所述送入混合塔中，及将一部分以液态形式从所述空气分离设备导出，即用作液态的富含氧的空气产品。
在各种情况下，在本发明中也从所述空气分离设备至少暂时地以液态导出液态的富含氧的空气产品，例如具有第一氧含量的来自低压塔的相应的液态的富含氧的空气产品或相应的纯氧。还可以从所述空气分离设备以液态导出其他富含氧的空气产品。作为产品，其量至少包括上文关于“产品”所给定的值。可以从所述空气分离设备以液态导出相应的液态的富含氧的空气产品的量由于根据本发明所建议的措施是非常灵活的。
若前面讨论的是富含氧的流，即尤其是具有第一氧含量的富含氧的流和任选存在的具有更高的氧含量的纯氧流和其他从所述低压塔以液态排出的富含氧的流，则在此涉及用于生产相应的富含氧的空气产品的流。因此，如上关于术语“产品”所述，这些流以明显不同于不是作为产品提供的流例如仅用于例如从低压塔的塔底去除杂质的吹洗流的量从所述低压塔导出。因此具有第一氧含量的富含氧的流和任选存在的纯氧流和其他的富含氧的流分别以在上文中关于“产品”所述的范围内的量从所述低压塔排出。
在本发明的范畴内，送入混合塔中的第一压缩空气流是通过使用被压缩至高于第一压力水平的初始压力水平、然后尤其是在所述主热交换器中冷却至第一温度水平及在第一涡轮机中减压的空气形成的。如下所述，尤其是在所谓的hap法(“高空气压力”)中使用本发明，即其中将送至蒸馏塔系统的全部空气量压缩至明显高于在蒸馏塔系统中使用的最高运行压力的压力的方法。在此，“明显高于”在此情况下理解为至少1.0巴、尤其是更大的压力差。通过使用相应的第一涡轮机，可以产生额外的冷量，该冷量补偿尤其是由于从空气分离设备排出液态的富含氧的空气产品而导致的冷量损失。在本发明的范畴内，通过减压用于提供第一压缩空气流的空气而覆盖一部分冷量需求，该空气在所述第一涡轮机中减压。
此外，本发明还建议，将第二压缩空气流送入所述高压塔中，该第二压缩空气流同样是通过使用被压缩至初始压力水平、然后尤其是在主热交换器中冷却至第一温度水平及在第一涡轮机中减压的空气形成的。因此，在第一涡轮机中减压的空气的一部分在其在第一涡轮机中减压后送入混合塔中，另一部分送入高压塔中。
此外，本发明还建议，将第三压缩空气流送入所述低压塔中，该第三压缩空气流是通过使用被压缩至初始压力水平、然后尤其是在所述主热交换器中冷却至第二温度水平、在第二涡轮机中减压然后在所述主热交换器中进一步冷却至第三温度水平的空气形成的。
在本发明的范畴内，空气在所述第一涡轮机中减压至第一压力水平，即高压塔的压力水平，及在第二涡轮机中减压至第二压力水平，即低压塔的压力水平。所述混合塔在本发明的范畴内在所述第一压力水平即高压塔的压力水平或者在与第一压力水平相差最多1巴的第三压力水平运行。
在第一涡轮机中减压的空气和在第二涡轮机中减压的空气在本发明的范畴内在第一温度水平送入第一涡轮机及在第二温度水平送入第二涡轮机，其中第一温度水平比第二温度水平低至少20k、尤其是至少30k或者至少40k。第一温度水平尤其是可以比第二温度水平低25至35k或28至32k、特别是约30k。对于各个温度水平，也参照以下说明。在此，第一涡轮机是“冷的”涡轮机，第二涡轮机是“热的”涡轮机。
若期望在其中实现了前述类型的hap法并且使用混合塔的传统的方法或设备中减少液体生产，即从空气分离设备以液态导出液态的空气产品的量，则必须在流动通过主空气压缩机的空气量恒定的情况下降低主空气压缩机的压力。但是在空气量恒定的情况下相应地降低的压力增大了压缩的空气的实际体积。因此，在传统的设备中，布置在热部分的装置尤其是空气纯化和预冷却单元的尺寸必须明显更大。这出于经济上的原因是不值得期待的。此外，在空气量恒定的情况下降低压力这在所用的主空气压缩机的功效方面通常不是最优的。
对于其中取决于气态氧产品所需压力的混合塔压力明显低于或高于高压塔压力的方法，提供在如前所述的wo2014/037091a2中所描述的方法。
与此不同，根据本发明认识到，若压力产品所需的压力处于或接近约为5巴的高压塔压力水平即第一压力水平或与第一压力水平相差最多1巴的第三压力水平，如在本发明的范畴内，则hap法在使用中压涡轮机及吹进涡轮机(einblaseturbine)的情况下在提供液态氧产品的设备灵活性和运行成本方面是有利的。
“中压涡轮机”是所述的第一涡轮机，“吹进涡轮机”在本申请的范畴内是通过第二涡轮机形成的。因为根据本发明的方法被设计为hap法，所以仅需要唯一的主空气压缩机，这显著降低了投资成本。这两个涡轮机的入口压力优选处于相同的水平，尤其是处于主空气压缩机的出口压力的水平。
若应当提供比较大量的液态氧产品(“较高的液体生产”)，则在本发明的范畴内可以升高初始压力水平(即通过主空气压缩机提供的压力水平)，同时为此增大以第三压缩空气流的形式送入低压塔中的空气的量(即在第二涡轮机即“吹进涡轮机”中减压的“吹进空气”)。因此，由于增大了在第二涡轮机中减压的空气的量，提高了所谓的“空气因数”，即总共用于精馏所需的空气量。
通过所述的同时升高压力和量，使得所述设备产生更大的效能，主空气压缩机输出更大的效率，并且可以增大液体生产。同时使在热部分中空气的实际体积在本发明的范畴内保持近似恒定，这是因为提高了压力和量。在主空气压缩机的特性图中，以此方式提高了压缩的空气的量和压力，这一般有利地影响主空气压缩机的功效。
与此不同，若应当提供比较少量的液态氧产品(“较低的液体生产”)，则降低初始压力水平，同时为此减少以第三压缩空气流的形式送入低压塔中的空气的量。由于减少了在第二涡轮机中减压的空气的量，降低了空气因数。
通过同时降低压力和减少量，使得所述设备产生更少的效能，主空气压缩机输出更小的功率，并且减少液体生产。同时又使在热部分中的空气的实际体积保持近似恒定。在主空气压缩机的特性图中，以此方式降低了压缩的空气的量和压力，这与单纯降低压力相比一般更加有利地影响主空气压缩机的功效。
在本发明的范畴内，有利地使用送入高压塔中的第四压缩空气流，该第四压缩空气流是通过使用被压缩至初始压力水平、然后冷却至第三温度水平及借助节流器减压的空气形成的。相应的第四压缩空气流对应于传统的空气分离法的节流流。
根据本发明的方法有利地包括第一工艺模式和第二工艺模式，其中在第一工艺模式中从空气分离设备以相对于第二工艺模式更大的量以液态导出液态的富含氧的空气产品，其中在第一工艺模式中在第二涡轮机中减压相对于第二工艺模式更大的空气量，并由此同时第三压缩空气流在第一工艺模式中包括同样相对于第二工艺模式更大的空气量。换而言之，在本发明的范畴内为了排出更大量的液态的富含氧的空气产品，提高通过第二涡轮机减压并送入低压塔中的吹进空气量。由此可以覆盖由于排出液态氧产品而产生的额外的冷量需求。
将各自从空气分离设备导出的液态的富含氧的空气产品从低压塔排出。在此可以使用纯氧，如上所述，或者使用具有更低的氧含量的液态氧产品。若“以液态导出”此类液态的富含氧的空气产品，则这意味着，在空气分离设备内不进行蒸发。若上文给定在第一工艺模式中从空气分离设备以相对于第二工艺模式更大的量以液态导出液态的富含氧的空气产品，则这还可以包括，在第二工艺模式中不导出液态的富含氧的空气产品。在第一工艺模式中以液态从空气分离设备导出的液态的富含氧的空气产品的量例如可以包括在第二工艺模式中的相应的量的1.5倍、2倍、3倍、4倍或5倍。
在考虑了所谓的吹进当量的情况下有利地增大在第二涡轮机中减压同时被第三压缩空气流包括的空气量。该吹进当量首先包括通过第二涡轮机减压的空气量的量，该量同时对应于被第三压缩空气流包括的空气量；还额外包括同样从高压塔排出的富含氮的流的量。这些富含氮的流是液态氮和压缩氮，作为相应的空气分离设备的富含氮的空气产品供应。这些富含氮的流并不是作为液态回流用于高压塔和低压塔。更有利地，在第二涡轮机中减压同时被第三压缩空气流包括的空气量及所述富含氮的流的量的总和在第一工艺模式中包括全部送入蒸馏塔系统中的总空气量的12至18％，在第二工艺模式中包括总空气量的0至8％。所述全部送入蒸馏塔系统中的总空气量还包括在第二涡轮机中减压的空气。
一种此类变化方案尤其是以如下方式实现，第一涡轮机以转速可变的方式构造或运行，从而可以在不同的运行模式中实现相应地不同的空气通过量。在本申请的范畴内，术语“转速可变的”涡轮机仅仅用作相对于其转速例如借助相应地调节的制动器设定为固定转速值的涡轮机的界限。相应的情况也适用于第二涡轮机。
如已述，根据本发明的方法有利地结合所谓的hap法使用，其中通过使用主空气压缩机将全部送入蒸馏塔系统中的空气压缩至高于高压塔压力水平的压力水平。因此有利的是，通过使用主空气压缩机将全部送入蒸馏塔系统中的空气施加至初始压力水平。
在本发明的范畴内，如已述换而言之，在第一工艺模式中空气因数即用于获得固定的产品量的空气量明显大于第二工艺模式，这是因为在第二涡轮机中减压同时被第三压缩空气流包括的、送入低压塔中的空气量大于第二工艺模式。在第一工艺模式中，如所述，排出相对于第二工艺模式更大的液态产品量。因此还必须引导相对于第二工艺模式更大的空气量通过主空气压缩机。但是，在此由于更大的空气因数，主空气压缩机的最终压力即在此称作“初始压力水平”的压力水平始终小于空气因数较小的情况。
与此不同，在第二工艺模式中空气因数明显小于第一工艺模式，这是因为在第二涡轮机中减压同时被第三压缩空气流包括的、送入低压塔中的空气量小于第一工艺模式。在第二工艺模式中，如所述，排出相对于第一工艺模式更小的液态产品量。这导致相对于第一工艺模式减小了引导通过主空气压缩机的空气量，同时最终压力(即在此称作“初始压力水平”的压力水平)更低。如所述，与此不同，在传统方法中必须在减小的压力下保持引导通过主空气压缩机的空气量不变，这导致该空气量的实际体积增大。在本发明的范畴内不再是这样的情况，在第二运行模式中的载荷情况因此不再针对空气分离设备的热部分确定尺寸。同时关于在第一和第二工艺模式中主空气压缩机的最终压力(即“初始压力水平”)的压力差小于在传统方法中的情况，这是因为如所述由于更大的空气因数，使得在第一工艺模式中主空气压缩机的最终压力保持小于空气因数较小的情况。因为减少了在主空气压缩机中压缩的空气量并且降低了在此采用的压力，所以该载荷情况一般在特性图中优于压缩的空气量恒定且压力更大幅下降的情况。
有利地，在第一涡轮机和第二涡轮机中减压的空气是在相同的压力水平尤其是初始压力水平送入第一涡轮机和第二涡轮机。有利地，在本发明的范畴内，在此在第一工艺模式中的初始压力水平比在第二工艺模式中的初始压力水平高1至10巴。总体上，在本申请的范畴内，初始压力水平可以处于6至15巴，第一压力水平可以处于4.3至6.9巴、尤其是约5.4巴，第二压力水平可以处于1.3至1.7巴、尤其是约1.4巴。若混合塔不是在第一压力水平运行，则第三压力水平如所述与第一压力水平相差最多1巴。第一温度水平优选为110至140℃，第二温度水平为130至240℃，第三温度水平为97至102℃。
在本发明的范畴内使用的涡轮机可以不同的方式制动。尤其是可以使用发电机、增压机和/或油制动器。
根据本发明的方法尤其是适用于以下情况，其中第一氧含量为99摩尔％以下，例如98至99摩尔％，第二氧含量为80至98摩尔％。若形成，则纯氧流的氧含量有利地为99至100摩尔％。使用混合塔的方法在这些情况下被证明是在能量方面特别有效的。
此外，本发明还延伸到具有主热交换器和蒸馏塔系统的空气分离设备，该蒸馏塔系统包括被设计在第一压力水平运行的高压塔、被设计在更低的第二压力水平运行的低压塔以及混合塔。
在相应的设备中，设置有用于以下目的的装置：从低压塔以液态排出具有第一氧含量的富含氧的流并且以第一氧含量以液态送入混合塔中，尤其是上部区域中；此外将第一压缩空气流以气态送入混合塔中，尤其是塔底附近，并且在混合塔中送去迎接具有第一氧含量的富含氧的流；从混合塔在塔顶侧排出具有低于第一氧含量的第二氧含量的富含氧的流并且从空气分离设备导出；及通过使用被压缩至高于第一压力水平的初始压力水平、然后冷却至第一温度水平及在第一涡轮机中减压的空气形成第一压缩空气流。
如所述，纯氧流还可以从低压塔以液态排出并从空气分离设备以液态导出。在此类情况下存在为此设置的装置。在各种情况下，提供被设计用于从空气分离设备至少暂时地以液态导出液态的富含氧的空气产品的装置。
根据本发明设置有用于以下目的的装置，将第二压缩空气流送入高压塔中，该第二压缩空气流同样是通过使用被压缩至初始压力水平、然后冷却至第一温度水平及在第一涡轮机中减压的空气形成的；将第三压缩空气流送入低压塔中，该第三压缩空气流是通过使用被压缩至初始压力水平、然后冷却至第二温度水平、在第二涡轮机中减压及在主热交换器中进一步冷却至第三温度水平的空气形成的；空气在第一涡轮机中减压至第一压力水平及在第二涡轮机中减压至第二压力水平；混合塔在第一压力水平或者与第一压力水平相差最多1巴的第三压力水平运行。
此外这些装置根据本发明被设计用于以下目的，在第一涡轮机中减压的空气和在第二涡轮机中减压的空气是在第一温度水平送入第一涡轮机和在第二温度水平送入第二涡轮机，其中第一温度水平比第二温度水平低至少20k。
此类空气分离设备尤其是被设计用于在第一工艺模式和第二工艺模式中运行，这是通过设置有用于以下目的的装置实现的：在第一工艺模式中从空气分离设备以相对于第二工艺模式更大的量以液态导出液态的富含氧的空气产品，及在第一工艺模式中，在第二涡轮机中减压相对于第二工艺模式更大的空气量，从而由此使第三压缩空气流在第一工艺模式中包括同样相对于第二工艺模式更大的空气量。
下面依照附图更详细地阐述本发明，其显示了本发明的优选的实施方案。
附图说明
图1以示意性设备图的形式显示了根据本发明的一个实施方案的空气分离设备。
具体实施方式
在图1中显示了根据本发明的一个特别优选的实施方案的空气分离设备，其总体上用100表示。
借助主空气压缩机2从空气分离设备100经由过滤器1吸取进料空气流a，在所示的实施例中压缩到6至15巴(绝对)的压力水平。在压缩之后可以紧接着实施已知类型的干燥步骤、冷却步骤和纯化步骤，为了清楚起见在图1中未示出。
相应地压缩和纯化的空气流b被分为两个支流c和d，在所述压力水平在热侧送入主热交换器3，在其中冷却并在不同的温度水平排出。
从支流c通过从主热交换器3排出而在不同的温度水平形成两股支流e和f。支流e在减压机4中减压，支流f在减压机5中减压。因为支流e被冷却至相对于支流f更低的温度，所以减压机4也称作“冷的”减压机，与此不同，减压机5称作“热的”减压机。
各自以5至15巴(绝对)的所述压力水平开始实施这两股支流e和f的减压。支流e在所示的实施例中减压至约为5.4巴(绝对)的压力水平，与此不同，支流f减压至约为1.4巴(绝对)的压力水平。发电机41和51分别与减压机4和5连接。
支流e在其在减压机4中减压后再次分为两股支流g和h。支流g在塔底附近送入高压塔61，该高压塔构造为双塔6的一部分。支流h在塔底附近减压进入混合塔7中。高压塔61在约5.4巴(绝对)的所述压力水平运行，混合塔7在约5.0巴(绝对)的略低的压力水平运行。
支流f在其在减压机5中减压后在中间温度水平送回主热交换器3中，从该主热交换器在冷侧排出并送入低压塔62中，该低压塔同样构造为双塔6的一部分。低压塔62在约1.4巴(绝对)的所述压力水平运行。
支流d从主热交换器3在冷侧排出，并以6至15巴(绝对)的所述压力水平开始减压进入高压塔61中。
在高压塔61中在塔底侧分离出液态的富含氧的馏分，并以流i的形式排出。引导流i通过过冷逆流器8，随后减压进入低压塔62中。
富含氮的塔顶产品从高压塔61的塔顶排出，一部分以流k的形式引导通过双塔6的主冷凝器63，并在此至少部分地液化。高压塔61的液态的富含氮的塔顶产品的一部分(参见连接a)以流1的形式引导通过过冷逆流器，并作为液态的富含氮的空气产品在设备边界处排出。高压塔61的液化的富含氮的塔顶产品的另一部分作为回流送回至高压塔61。
从高压塔61的中间塔板排出氮富集的流m，同样引导通过过冷逆流器8，并在塔顶附近减压进入低压塔62中。
在低压塔的塔底中形成液态的富含氧的馏分，其(参见连接b)以流n的形式排出，部分地引导通过过冷逆流器8，并作为液态的富含氧的空气产品在设备边界处排出。
从低压塔62的中间塔板排出氧富集的流o，借助泵9以液态施加压力，引导通过过冷逆流器8，在主热交换器3中加热及在塔顶附近送入混合塔7中。混合塔7如多次所述的方式运行。从混合塔7的塔顶排出相对于流o使氧贫化的流p，在主热交换器3中加热及作为气态的氧产品在设备边界处排出。
从低压塔62的塔顶排出不纯的氮流q，引导通过过冷逆流器8和主热交换器3及例如用于流a的纯化装置中。
由低压塔61的没有引导通过主冷凝器63的、氮富集的塔顶产品形成富含氮的流r。
图1中所示的空气分离设备100被设计用于两种前述的工艺模式。在第一工艺模式中在此以流n的形式由空气分离设备100以液态导出的液态的空气产品的量大于第二工艺模式。同时在第一工艺模式中经由涡轮机5减压相对于第二工艺模式更大的空气量，从而提高空气因数。在第二工艺模式中，由于减小的空气因数，降低了流b的压力和量，即主空气压缩机2的最终压力和引导通过该主空气压缩机的空气的量。